基于云計(jì)算的高校教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：云計(jì)算模型是以瀏覽器和服務(wù)器為基礎(chǔ)，在云計(jì)算的服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)功能的應(yīng)用邏輯。本文基于云計(jì)算理論的研究，研究和設(shè)計(jì)出一個(gè)以云計(jì)算為基礎(chǔ)的高校教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算的并發(fā)計(jì)算和定制服務(wù)優(yōu)點(diǎn)，整合并優(yōu)化了現(xiàn)有的信息資源，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)策略的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了定制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；高等學(xué)院；教學(xué)平臺(tái)；教學(xué)資源；設(shè)計(jì)

隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活逐步進(jìn)入信息化、科技和智能化的新時(shí)代。快速發(fā)展的信息化技術(shù)為校園管理系統(tǒng)提供了便利，降低了相關(guān)部門的工作管理量，極大提高了校園教學(xué)管理的效率和質(zhì)量。為更好的促進(jìn)教學(xué)的發(fā)展，加快教育現(xiàn)代化步伐，提高校園管理效率，可教學(xué)管理運(yùn)用系統(tǒng)對(duì)校園及教學(xué)進(jìn)行管理規(guī)劃，更大化的實(shí)現(xiàn)信息資源的共享和管理功能。

1 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算概念最早由美國(guó)谷歌公司提出，從理論的角度上來(lái)講，云計(jì)算是一項(xiàng)不同于傳統(tǒng)模式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式。相對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式采用的Server服務(wù)器及PC機(jī)，云計(jì)算采用的是網(wǎng)絡(luò)資源“云”，這種網(wǎng)絡(luò)資源是具有虛擬抽象的特點(diǎn)，無(wú)需用戶設(shè)置及關(guān)心。云計(jì)算技術(shù)基于異構(gòu)硬件建立起IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，通過(guò)統(tǒng)一的資源池完成資源共享，以便提高資源的整體利用率。云計(jì)算整合發(fā)展了效用計(jì)算并行計(jì)算、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算等多種傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)，并由此為基礎(chǔ)構(gòu)建起信息資源共享模式，能夠有效整合非靜態(tài)的信息資源，采用數(shù)據(jù)共享平臺(tái)為用戶提供服務(wù)。

2 教學(xué)管理云平臺(tái)

云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以云計(jì)算技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行構(gòu)建，門戶網(wǎng)站均構(gòu)建為統(tǒng)一模式，將遠(yuǎn)程教學(xué)評(píng)估系統(tǒng)、教學(xué)資源管理系統(tǒng)及教育管理平臺(tái)融合為一體，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的遠(yuǎn)程自主學(xué)習(xí)。云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要有IT資源層、云平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)層、云計(jì)算平臺(tái)管理層、核心應(yīng)用層和展現(xiàn)層5個(gè)層面，由下至上分布。

3 教學(xué)管理云平臺(tái)的設(shè)計(jì)

3.1 展現(xiàn)層

展現(xiàn)層可對(duì)整個(gè)應(yīng)用平臺(tái)的布局和風(fēng)格進(jìn)行規(guī)劃及實(shí)現(xiàn)，共包含運(yùn)營(yíng)管理子門戶、家校互動(dòng)子門戶、教師子門戶和學(xué)生子門戶四個(gè)部分。其中運(yùn)營(yíng)管理子門戶包含維護(hù)及管理人員所需的安全管理、故障處理、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控及版本更新等相關(guān)功能；家校互動(dòng)子門戶可實(shí)現(xiàn)教師與家長(zhǎng)之間的溝通，利于通知及活動(dòng)的傳播；教師子門戶則能夠完成教師的教學(xué)評(píng)估、課程安排、在線答疑、教學(xué)計(jì)劃及在線授課等各項(xiàng)工作；學(xué)生子門戶則實(shí)現(xiàn)學(xué)生的在線提問(wèn)、實(shí)時(shí)課堂、在線選課和在線考試等基礎(chǔ)功能。

3.2 核心應(yīng)用層

核心應(yīng)用層作為整個(gè)應(yīng)用平臺(tái)的核心所在，具有體現(xiàn)教學(xué)實(shí)施、教學(xué)管理、教學(xué)考評(píng)和教學(xué)計(jì)劃的整體閉環(huán)流程，能夠完整的體現(xiàn)出教育行業(yè)的教育實(shí)踐活動(dòng)。用戶可以此為基礎(chǔ)，不斷的完善和發(fā)展教學(xué)工具軟件庫(kù)、學(xué)習(xí)工具軟件庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)資源庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)圖書(shū)館功能。

3.3 云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理層

云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)管理層承載著其子門戶的展現(xiàn)功能，主要功能是對(duì)信息資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，完成計(jì)費(fèi)管理、性能管理、系統(tǒng)監(jiān)控、安全管理和備份管理等各項(xiàng)管理功能。用戶可根據(jù)自身需求對(duì)運(yùn)營(yíng)管理層進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)，但由于技術(shù)含量較高，難以自主操控，故多由第三方專業(yè)的提供商提供相關(guān)軟件。

3.4 云平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)層

云平臺(tái)基礎(chǔ)架構(gòu)層包含運(yùn)營(yíng)管理能力、基礎(chǔ)框架能力、部署運(yùn)行能力和開(kāi)發(fā)測(cè)試能力四大基礎(chǔ)能力。其中運(yùn)營(yíng)管理能力包括統(tǒng)計(jì)報(bào)表、應(yīng)用計(jì)費(fèi)、應(yīng)用存儲(chǔ)、訪問(wèn)控制、平臺(tái)安全管理、基礎(chǔ)平臺(tái)監(jiān)控、結(jié)算管理和開(kāi)發(fā)者身份認(rèn)證等功能；部署開(kāi)發(fā)能力包括應(yīng)用部署、應(yīng)用封裝、應(yīng)用托管、應(yīng)用認(rèn)證運(yùn)行等功能；基礎(chǔ)框架能力包括量表查詢子系統(tǒng)、編程接口子系統(tǒng)、任務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)和布式文件子系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)測(cè)試能力包括AP接口、SDK開(kāi)發(fā)工具包、應(yīng)用性能測(cè)試、應(yīng)用性能測(cè)試等。

3.5 IT資源層

IT資源層主要有虛擬化資源層和物理資源層。其中物理資源層的管理包含網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)和儲(chǔ)存；虛擬化資源層則是在物理資源層的基礎(chǔ)上虛擬化管理，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)資源池、存儲(chǔ)資源池和計(jì)算資源池完成資源的整體管理，以便更好的回收和分配信息資源。

4 教學(xué)管理云平臺(tái)的仿真

通過(guò)云計(jì)算仿真Java包，在教學(xué)管理云平臺(tái)中集成“計(jì)算機(jī)導(dǎo)論”的課件資源，整合成為遠(yuǎn)程教學(xué)課程。通過(guò)初始化GridSim庫(kù)→創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心→創(chuàng)建代理Broker→創(chuàng)建虛擬機(jī)→創(chuàng)建云任務(wù)→啟動(dòng)仿真主程序→統(tǒng)計(jì)結(jié)果實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的啟動(dòng)。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)班及格率為95.4%，經(jīng)普通教學(xué)的普通班及格率為88.9%，其中實(shí)驗(yàn)班的優(yōu)秀率（單科成績(jī)≥80）為28.54%，普通班僅為6.8%。由此可見(jiàn)，教學(xué)管理云平臺(tái)中的遠(yuǎn)程教學(xué)課程可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，提高學(xué)生的綜合能力水平。

5 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是一種全新的教學(xué)模式系統(tǒng)，它以云計(jì)算為基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的信息資源進(jìn)行整合處理，從而構(gòu)建起新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，為用戶提供各項(xiàng)資源，并以租用的形式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

[參考文獻(xiàn)]

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